非线性复合介质电导的有效介质近似

在强外场作用下,复合介质的电输运性能服从非线性的本构关系。复合介质非线性电导率的计算相当复要,在线性复合介质的理论框架内,已发展了多种有效介质近似方法。利用有效介质近似,可以导出计算有效输运系数的简洁的解析公式。只要颗粒浓度在逾渗临界点以外以及颗粒和杂质的输运系数之比为有限的情况下,有效介质近似的计算都可以给出相当可靠的理论结果,因此,对于工程应用来说,有效介质近似是十分有的工具。本文在非线性复合     

颗粒复合介质的非线性响应

本文应用变分的方法[1]研讨了一组强非线性导电颗粒复合介质的有效非线性响应。我们假定各组元的电流密度(J)——电场(E)关系为J=x|E|~4E,即五次非线性响应。数值给出了在稀释极限下有效电导随浓度及各组元电导的关系。同时研究了非线性次数对系统的有效电导产生的影响。     

金属颗粒复合介质的光学双稳态

本文应用平均场近似和谱表示方法研究了线性金属颗粒嵌入弱非线性电介质基质的复合介质的光学双稳行为．研究结果表明,光学双稳的阈值强度与金属分量的体积浓度密切相关,并且存在着一个体积浓度的阈值,一旦超过这一阈值．双稳态将消失．本文还研究了组分的介电常数以及三阶非线性极化率对光学双稳特性的影响．     

复合纳米颗粒膜的有效极化率研究

应用复合二元颗粒材料的空间平均电场 、平均电位移 之间的关系及复合介质的非线性光学性质,表示出复合介质的有效介质函数 。假设在线性极限下第i组份的 为常数时,应用微扰理论,导出了复合介质的非线性有效极化率 ,该结果与MG近似理论和EMA近似理论比较应用范围更广。用该理论对Cu纳米颗粒嵌入（SiO2）基质中组成Cu-SiO2薄膜进行相应分析,其结果与Hamanaka的实验结果相吻合。     

复合纳米颗粒膜的有效极化率研究

应用复合二元颗粒材料的空间平均电场、平均电位移之间的关系及复合介质的非线性光学性质,表示出复合介质的有效介质函数εe=F(ε_1,ε_2,f1).假设在线性极限下第I组份的ε_I(I=1,2)为常数时,应用微扰理论,导出了复合介质的非线性有效极化率x_e,该结果与MG近似理论和EMA近似理论比较应用范围更广.用该理论对Cu纳米颗粒嵌入(SiO_2)基质中组成Cu-SiO_2薄膜进行相应分析,其结果与Hamanaka的实验结果相吻合.     

颗粒复合介质界面的反射率

本文应用局域场近似和Maxwell方程及相应的边界条件,给出了光在由具有一定厚度界面层的非线性颗粒组成的复合介质界面上的反射率。     

渗流域值附近的非线性颗粒复合介质的临界行为及标度函数

结合有效介质介质理论和退耦近似方法，研讨了三维二组元非线性颗粒复合物在渗流域值的非线性响应。考虑了两种情况；（１）导体－绝缘体极限，其中绝缘体电导σ２＝０；（２）导体－超导体极阴，其中超导体电导σ２＝∞。对现实系统中有限的ｈ（表征低电导与高电导比率），获得有效线性电导非线性极化率从不均匀到均匀行为的渡越。同时给出了在ｈ－０和充域附近的标度函数，且发现结果可以归一到一般曲线。     

固体颗粒在逾渗多孔介质中的吸附特性

采用数值计算的方法,通过求解描述低速流体流动的Stokes方程以及简化的颗粒运动方程,初步得到颗粒在逾渗多孔介质中的运动轨迹,并在此基础上,求得颗粒与多孔介质内表面的碰撞概率,进而研究颗粒的被吸附特性.数值结果表明均匀多孔介质和分形多孔介质对颗粒的吸附存在本质差异.颗粒流出概率(实际中常表示为出口悬浮液中的颗粒浓度)与多孔床深度间的指数关系仅对均匀多孔介质成立,而对分形多孔介质并不成立.     

强非线性复合介质的电导性质研究

应用伽辽金方法研究了强非线性复合介质的电导性质；讨论了杂质和基质都服从Ｊ＝σ｜Ｅ｜２Ｅ的本构方程；在只保留最低阶近似的情况下，导出了这类复合介质的非线性有效电导率的近似解析公式．     

二元无规混合系统的有效介质理论

本文对二元无规混合系统提出了一种边界条件,改进了在渗流阀值附近的简单有效介质理论。计算结果与实验数据是一致的。     

导电高分子复合材料的有效电导率模型

基于Maxwell理论和平均极化理论,建立了导电高分子复合材料的有效电导率模型。有效电导率描述为各组成成分的体积、形状和颗粒尺寸的函数。利用该模型,讨论了渗流阈值与导电颗粒的大小及轴长比的关系,得到了导电高分子复合材料的有效电导率随导电颗粒轴长比和半径变化的规律。用该模型计算了碳纤维聚脂树脂复合材料的有效电导率,计算结果与实验结果符合较好。     

可变导热系数的颗粒复合介质传热性质的研究

讨论了可变导热系数的复合介质的传热性质。当介质的导热系数是温度的函数时，热传导方程是非线性偏微分方程，作者采用基尔霍夫变换把它变成拉普拉斯方程，于是可以找到原问题的近似解析解。文中考虑一个最为简单的例子：由圆柱形的杂质构成的二维系统，杂质浓度很低，可以忽略颗粒之间的相互作用，杂质具有可变导热系数，基质的导热性质不随温度变化。在此基础上，用朗道方法导出计算可变导热系数的复合介质的有效导热系数的公式。     

有效介质理论离子导电模型的修正

针对现有有效介质理论(EMT)导电模型存在的问题和不足,通过对复合固态聚合物电解质(CSPE)导电性增强机制的分析,引入新的无机填料界面层离子导电模型及模型参数,对EMT离子导电模型进行修正。采用原位复合法制备聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质,通过实验测定样品离子电导率与无机填料SiO2含量之间的关系,应用现有的EMT离子导电模型和修正后的EMT离子导电模型分别对样品的离子电导率与无机填料含量关系进行计算,将计算数值与实验数值进行比较。结果表明,修正后的EMT离子导电模型的计算值与实验值吻合较好。     

导电高分子复合材料逾渗阈值的预测

逾渗阈值是表征导电高分子复合材料导电性能的重要参数之一,但是由于影响因素异常复杂,逾渗阈值的预测存在不确定性.文中从导电复合材料的微观角度出发,分析了导电高分子复合材料的逾渗行为及机理,并基于Flory的凝胶化理论和Bueche的无限网链模型,提出了一种新的预测导电高分子复合材料逾渗阈值φc的方法,最后将理论预测值与其它研究成果进行了比较分析.结果表明:由此方法计算得到的逾渗阈值更加接近高密度聚乙烯/碳黑导电复合材料的实验结果.     

逾渗理论及聚合物脆韧转变逾渗模型

在介绍逾渗理论的历史发展及其描述方法的基础上,总结了聚合物共混体脆韧转变(BDT)中的逾渗模型的提出、发展及应用。并指出对BDT逾渗模型的进一步研究具有很明显的科学意义和实际意义．提出了可深入着手研究的五个方向,即建立系列聚合物和系列共混体系的逾渗模型、将其宏观性能与组分特征参数建立联系、展开脆韧转变的逾渗理论的过程研究、进行纳米共混物脆韧转变的逾渗研究以及聚合物体系逾渗过程的计算机模拟．     

金属磁性颗粒构成的左手化复合材料

研究了具有色散现象的金属磁性颗粒无规地浸没在无色散基质中的复合材料有效折射率．考虑金属磁性颗粒的大小与入射波波长比较小得多时，采用有效介质近似的方法研究了金属磁性颗粒的体积分数变化，可实现系统由右手化复合材料向左手化复合材料的转变；通过理论分析和数值计算发现，对具有色散现象的金属磁性颗粒浸没在非色散现象基质中的复合材料，随着金属磁性颗粒体积分数的变化，其复合材料将由右手征材料向左手征材料渡越；且表征左手征材料的有效负折射系数n。实部的绝对值将随金属磁性颗粒体积分数f的增加而缓慢减小，左手征特性材料的频带将逐渐窄化。     

假目标用电热涂层有效电导率模型

为了指导假目标用电热涂层的设计实验,综合考虑量子力学隧道效应以及填料粒子尺寸和形状,建立了假目标用电热涂层有效电导率模型,详细讨论了电热涂层有效电导率以及电导率渗流阈值和填料粒子形状、尺寸、填料体积分数的关系.计算结果表明:渗流阈值随填料粒子尺寸增大而增大,随粒子长短轴比增大而减小;涂层有效电导率在渗流阈值附近有明显突...